Investigación
VISIÓN DEL AUTOR
Papel del receptor Mincle en la inmunidad entrenada por la traslocación de la microbiota
Iñaki Robles Vera
Laboratorio de Inmunobiología.
Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) Madrid.
RESUMEN
Abordamos a través del trabajo realizado por Iñaki Robles Vera en el grupo de David Sancho en el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC, Madrid) el papel de la microbiota en las respuestas inmunitarias. En este estudio, en colaboración con la empresa Inmunotek S.L y el departamento de Farmacología de la Universidad de Granada (UGR), los autores han investigado cómo la diseminación de la microbiota intestinal induce cambios metabólicos y epigenéticos en células progenitoras de las células inmunitaria innatas. Esta es la base de la inmunidad entrenada, que se define como la respuesta del sistema inmunitario a un estímulo de poder inflamatorio bajo que produce cambios en las células mieloides progenitoras de modo que, al cabo de un cierto tiempo sin el estímulo, estas células pueden responder con mayor intensidad frente a patógenos distintos al visto inicialmente, iniciando una mayor respuesta inflamatoria. El papel protector de la inmunidad entrenada es claro en infecciones. Pero en otro tipo de enfermedad esta mayor inflamación generaría un efecto deletéreo en la evolución de la patología. Además, han estudiado el papel mediador en este fenómeno del receptor de tipo lectina Mincle en poblaciones de células mieloides.
Para ello se han usado modelos animales inductores de translocación bacteriana como el tratamiento con sulfato sódico de dextrano (DSS), el cual produce un daño en la barrera intestinal, de modo que la microbiota puede traslocarse hasta lugares distantes, importantes para la respuesta inmunitaria, como es la médula ósea (Figura 1). Dicha traslocación provocó cambios epigenéticos en los progenitores de médula ósea, detectados mediante ATACseq y Cut&Tag. Estos cambios facilitaron la existencia de inmunidad entrenada en los animales, siendo capaces de responder de forma más eficiente a patógenos. Los autores han identificado, la bacteria Enterococcus faecalis en médula ósea mediante secuenciación del 16s y MALDI-TOF. E. faecalis demostró capacidad para activar las células inmunitarias de forma dependiente de Mincle en cultivos in vitro e in-vivo. Además, se usaron células derivadas de medula ósea de ratones deficientes para Mincle (Clec4e-/-) e inhibidores de vías relacionadas con inmunidad entrenada para comprobar el papel del receptor y estas vías. Así, los ratones deficientes para Mincle (Clec4e-/-) mostraron una reducción en la inducción de inmunidad entrenada y por tanto en la protección frente a infecciones inducida por esta, pero en contraposición mostraron una mejor prognosis en relación a la patología intestinal inducida por DSS. Los autores también detectaron otras especies con un papel potencial en este efecto, como Staphylococcus aureus.
Este trabajo es especialmente relevante por sus implicaciones en el campo, ya que describe un nuevo receptor capaz de inducir eventos de inmunidad entrenada. Además, aborda las dos caras de la inmunidad entrenada, abriendo la puerta a nuevas dianas terapéuticas en patologías en las que este fenómeno muestre ser perjudicial.
Resumen Gráfico
Cita
Iñaki Robles-Vera, Aitor Jarit-Cabanillas, Paola Brandi, María Martínez-López, Sarai Martínez-Cano, Manuel Rodrigo-Tapias, Marcos Femenía-Muiña, Ana Redondo-Urzainqui, Vanesa Nuñez, Cristina González-Correa, Javier Moleón, Juan Duarte, Laura Conejero, Pablo Mata-Martínez, Carmen María Díez-Rivero, Marta Bergón-Gutiérrez , Iván Fernández-López, Manuel J Gómez, Ana Quintas, Ana Dopazo, Fátima Sánchez-Cabo, Esther Pariente, Carlos Del Fresno, José Luis Subiza, Salvador Iborra, David Sancho. Microbiota translocation following intestinal barrier disruption promotes Mincle-mediated training of myeloid progenitors in the bone marrow. Immunity. 2025. Feb 11;58(2):381-396.e9. doi: 10.1016/j.immuni.2024.12.012.
Entrevista con el autor
Parte 1. Curioseando dentro del estudio
¿Cuál era la pregunta que queríais responder con este artículo?
La idea original estaba basada en conocimiento previo, puesto que se sabía que la microbiota puede interaccionar con el organismo humano a través del sistema inmunitario o el sistema nervioso simpático, entre otros, así como la capacidad de la microbiota para regular gran variedad de procesos fisiológicos y patológicos en nuestro organismo. Pero no sabíamos si puede llegar a inducir memoria en la inmunidad innata y si para ello la propia traslocación de las bacterias o bien metabolitos producidos por estas podría estar implicada.
¿Esto era nuevo en el campo?
El concepto de inmunidad entrenada se describió hace varios años, sin embargo, el papel que la microbiota intestinal tiene en ello no se conoce. Nuestro estudio aporta un poco más de luz sobre estos conceptos, ya que describe cómo ciertas bacterias que componen la microbiota intestinal son capaces de inducir esta inmunidad entrenada.
¿Por qué se usa el término translocación para la microbiota?
Es un término del campo; la translocación bacteriana se conoce desde hace tiempo. Y simplemente hace referencia a cambio de localización, activo o pasivo de la bacteria. Esto es interesante, porque aún no se conoce cómo ocurre. Hay diversas hipótesis que indican que la microbiota puede ser engullida por una célula del sistema inmunitario que puede llegar a médula, como por ejemplo los neutrófilos, que llegan a la médula ósea y muere. Pero la bacteria se libera porque el neutrófilo no ha sido capaz de reconocerla y destruirla. Sin embargo, no está del todo claro el conjunto de eventos necesarios para que esto ocurra y la forma en que las bacterias son capaces de “esconderse” de los mecanismos de destrucción del organismo.
Cuando hablas de traslocación, ¿es necesario que la bacteria llegue completa?
En nuestro caso particular, si no se induce una traslocación a médula ósea, no ocurre la inmunidad entrenada, pero esto no quiere decir que la bacteria deba estar completa, ya que no hemos identificado el ligando que esta actuando. De hecho, ciertos experimentos en el trabajo se han llevado a cabo con bacteria inactivada por calor, en la que ciertos componentes de estas no estarían presentes.
¿Habéis encontrado el sitio exacto?
Nosotros lo hemos visto en médula ósea. Para ello, estudiamos Mincle, que es un receptor que parece bastante promiscuo, se le ha propuesto como putativo para sensibilizar ante diversos estímulos. Por ejemplo, el mucus de Lactobacilus plantarum activa Mincle. Sin embargo, E. coli no es capaz de inducirla. Nosotros hemos relacionado la inmunidad entrenada con la microbiota intestinal de forma dependiente de Mincle.
¿Cómo cambia tu investigación el campo?
Nuestro trabajo da un papel activo a la translocación en el desarrollo de nuestro sistema inmunitario, lo que tiene una gran relevancia biológica. Además, describimos Mincle como un nuevo receptor mediador de esta inmunidad entrenada. Es importante, resaltar también que este hecho introduce una nueva diana terapéutica para enfermedades como la enfermedad inflamatoria intestinal, IBD o el cáncer de colon.
¿Es un campo complicado el de la microbiota?
Está formado por investigadores muy diversos, que empiezan a usar mucho los sistemas de secuenciación y las –OMICAs en general. Está en pleno desarrollo y son muy colaboradores, porque la microbiota es muy distinta en unos laboratorios y en otros. El uso de antibióticos, de ratones “germ-free” (sin microbiota) hace que se trabaje con sistemas inmunitarios diferentes, y necesitamos combinarlo todo para ir acercándonos a la “verdad”. Además, la nomenclatura de la bacterias cambió hace poco, y esto puede incrementar la dificultad a la hora de analizar datos.
Has trabajado con bastantes sistemas…
Sí; nosotros hemos usado bastante el sistema de DSS para producir una colitis ulcerosa, así como ratones “germ-free” y modelos modificados genéticamente (como el Clec4e-/-). Además, hemos hecho estudios microbiológicos para aislar y crecer las bacterias y para su identificación mediante test API, la secuenciación del 16s, o MALDI-TOF.
¿Algo que no se puede olvidar?
Es importante aceptar la doble cara de la ciencia y de la interacción entre nuestra microbiota y nuestro organismo. Una misma microbiota puede ser beneficiosa para una situación, pero perjudicial para otras condiciones. En nuestro caso, la translocación mejora la protección frente a infecciones a través de la activación de Mincle, pero esta misma activación agrava el desarrollo de la colitis. Esto es importante, porque delimita las ventanas terapéuticas.
Una prevención en estos estudios…
No puedes eliminar una cepa sin afectar a las demás; además, el estudio de nichos y estirpes de bacterias que conforman la microbiota es muy complicado. Ahora se están empezando a estudiar virus y hongos en estos contextos, mediante técnicas como shot-gun. Esto permite el análisis de las interacciones en los nichos microbiológicos y entender los cambios que ocurren en ellos.
Algo que se quedó en el tintero:
No haber encontrado el ligando concreto de E.faecalis capaz de activar Mincle para usarlo como co-adyuvante de modo que podamos incrementar la inmunidad en tratamientos concretos.
El futuro…
Puede haber participantes inesperados; metabolitos intermedios aún no identificados. Algunos como los ROS o derivados del ácido araquidónico. Las células dendríticas producen mucho y pueden inducir una respuesta inflamatoria. No se conocen sus papeles exactos. Se produce también durante la presentación antigénica. Son complicados de estudiar, pero quizá por ello interesantes. Sin embargo, pasar de in vitro a in vivo es complicado; a veces no hay buenos controles y modelos para poder estudiarlo bien. Requiere mucho tiempo.
Parte 2. Proyección de carrera
¿Cómo hemos llegado hasta aquí?
La tesis la hice en la Universidad, en un grupo pequeño en Granada en el Departamento de Farmacología de la Facultad de Farmacia. La forma de trabajo estaba muy definida y era particularmente explícita: había que hacerse preguntas claras y concisas, que se puedan responder rápidamente y publicar. Porque es necesario para mantenerse en la investigación académica. El nivel de acceso a recursos era también distinto al que se tiene en otros centros de investigación
En el doctorado publicaste muy bien
Bueno, tuve bastante producción; 17 artículos de primero y co-primero. Mi tesis se centró en el estudio de la microbiota y su posible papel en hipertensión, lupus y sistema inmunitario. Fue un momento de transición en el grupo de Granada; buena parte de la investigación era in vitro y también con modelos de hipertensión genéticos e inducibles mediante compuestos (como doca-sal, L-name, SHR) en rata; los agonistas de TLR7 como imiquimod se usaban para producir lupus en ratón, pero también usamos algunos modelos genéticos de inducción de lupus.
¿Diferencias en los modelos animales?
Las ratas son más tranquilas en general que los ratones. Los ratones son más pequeños y son más nerviosos, pero con calma y entrenamiento se consigue todo.
También había cultivos primarios…
Trabajábamos con HUVEC primarias que aislábamos nosotros mismos, MAEC de ratón, aunque su aislamiento es complicado. Las endoteliales de rata eran las más agradecidas.
¿Cómo llegas a la microbiota?
Queríamos saber su participación en nuestros sistemas. Hice una estancia en Florida para aprender a trabajar con microbiota. Aislar DNA de bacterias, sacar el 16s y entenderlo.
Y entonces, a Madrid…
En el grupo de David Sancho necesitaban a alguien que le diera un empujón a un proyecto que buscaba metabolitos de la microbiota intestinal relacionados con aterosclerosis. Este proyecto ya estaba iniciado y la Dr. Annalaura Mastrangelo, como experta en metabolómica, había identificado un posible metabolito interesante, pero hacía falta alguien que se encargara de seguir profundizando en la relevancia de este metabolito y en los posibles mecanismos por los cuales tenía un papel en aterosclerosis. Y por eso, me entrevisté con David hace 5 años con idea de pedir el contrato de Juan de la Cierva, para continuar avanzando en la reacción entre la microbiota intestinal, las enfermedades cardiovasculares y el sistema inmunitario.
¿La diferencia mayor con el grupo actual?
Cuando trabajas en grupos asentados en centros dedicados a la investigación que cuentan con mayor financiación y recursos puedes arriesgarte más, invertir más tiempo y hacer preguntas más complejas. Puedes dedicar más recursos a una sola publicación, pero también se exige un nivel de descubrimiento que implique poder patentar, encontrar e identificar nuevas moléculas y llevarlas hacia la comercialización.
Cómo ves tu futuro en Ciencia:
Creo que es un campo difícil, pero muy interesante. Me gustaría tener mi propio grupo y desarrollar mis propias ideas. Para eso voy a necesitar que me ayuden en un inicio, porque necesito datos preliminares para ir hacia proyectos serios como investigador principal. Estuve con un Juan de la Cierva, que ahora ya se acabó y estoy contratado a través del CNIC. Estoy pidiendo ayudas para tener un contrato que me permita ir pidiendo proyectos y asi avanzar en la creación de una línea propia de investigación independiente.
No creo que vaya a salir al extranjero para realizar un post-doc muy largo; no es una opción que me esté planteando ahora mismo. De hecho, me parece que el obligar a los científicos españoles a abandonar su país para hacer investigación es un anacronismo del sistema que debemos eliminar, ya que en España se hace ciencia de mucho nivel, reconocida a nivel internacional.
¿Será todo inmunidad entrenada?
También me parece muy importante dirigir la vista hacia la parte cardiovascular; de hecho, el resto de proyectos en los que estoy involucrado ahora mismo están más dirigidos hacia este sentido. Uno de los principales problemas de las enfermedades cardiovasculares en que cada vez tenemos más obesidad, aparte de enfermedades genéticas y tratamientos que pueden producen daño cardiovascular como efectos secundarios. Éstas no solo limitan tus años de vida, sino también tu calidad de vida. Además, las enfermedades cardiovasculares de base complican mucho los tratamientos de otras enfermedades que pueden derivarse en una peor supervivencia o que afecten a enfermedades neurodegenerativas.
Volumen 44 | Núm. 1
